۲۳
تیر
۱۳۹۵
4

پلی اتیلن تزریق چیست؟

بشر با تلاش برای دستیابی به مواد جدید, با استفاده از مواد آلی (عمدتاهیدروکربنها) موجود در طبیعت به تولید مواد مصنوعی نایل شد. این مواد عمدتا شاملعنصر کربن , هیدروژن, اکسیژن, نیتروژن و گوگرد بوده و به نام مواد پلیمری معروفهستند. مواد پلیمری یا مصنوعی کاربردهای وسیعی , از جمله در ساخت وسایل خانگی , اسباب بازیها, بسته بندیها , کیف و چمدان , کفش , میز و صندلی , شلنگها و لوله هایانتقال أب , مواد پوششی به عنوان رنگها برای حفاظت از خوردگی و زینتی , لاستیکهایاتومبیل و بالاخره به عنوان پلیمرهای مهندسی با استحکام بالا حتی در دماهای نسبتابالا در ساخت اجزایی از ماشین ألات, دارند.
پلیمرها خواص فیزیکی و مکانیکینسبتا خوب و مفیدی دارند . أنها دارای وزن مخصوص پاییین و پایداری خوب در مقابلمواد شیمیایی هستند. بعضی از أنها شفاف بوده و می توانند جایگزین شیشه ها شوند. اغلب پلیمرها عایق الکتریکی هستند. اما پلیمرهای خاصی نیز وجود دارند که تا حدودیقابلیت هدایت الکتریکی دارند .
عایق بودن پلیمرها به پیوند کووالانسی موجود بیناتمها در زنجیرهای مولکولی ارتباط دارد. اما تحقیقات انجام شده در سالهای اخیر نشانداد که امکان ایجاد خاصیت هدایت الکتریکی در امتداد محور مولکولها وجود دارد. ایننوع پلیمرها اساسا از پلی استیلن تشکیل شده اند. با نفوذ دادن عناصری مانند فلزاتقلیایی یا هالوژنها «فرایند دوپینگ) به زنجیرهای مولکولی پلی استیلن به ترتیب نیمههادیهای پلیمری از نوع N و P به دست می أیند. افزودن عناصر یا دوپینگ سبب می شود کهالکترونها بتوانند در امتدا د اتمهای کربن در زنجیر حرکت کنند.
تفلون از موادپلیمری است که به دلیل ضریب اصطکاک پایینی که دارد به عنوان پوشش برای جلوگیری ازچسبیدن مواد غذایی در وسایل پخت و پز استفاده می شود.

نحوه ساختارپلی مرها
اغلب پلیمرهای متداول از پلیمریزاسیون مولکولهای ساده آِلی بهنام منومر به دست می أیند. برای مثال پلی اتیلن (PE) پلیمری است که از پلیمریزاسیونبا افزایش (ترکیب) چندین مولکول اتیلن به دست می أید. هر مولکول اتیلن یک منومرنامیده می شود.
با ترکیب مناسبی از حرارت, فشار و کتالیزور , پیوند دوگانه بیناتمهای کربن شکسته شده و یک پیوند ساده کووالانسی جایگزین أن می شود. اکنون دوانتهای أزاد این منومر به رادیکالهای أزاد تبدیل می شود, به طوری که هر اتم کربن یکتک الکترون دارد که می تواند به رادیکالهای آزاد دیگر افزوده شود. از این رو دراتیلن دو محل ( مربوط به اتم کربن) وجود دارد که مولکول های دیگر می توانند در آنجابدان ضمیمه شوند . این مولکول با قابلیت انجام واکنش , زیر بنای پلیمرها بوده و به (مر) یا بیشتر واحد تکراری موسوم است. واحد تکراری در طول زنجیر مولکول پلیمر بهتعداد دفعات زیادی تکرارمیشود. طول متوسط پلیمر به درجه پلیمرزاسیون یا تعدادواحدهای تکراری در زنجیر مولکول پلیمر بستگی دارد. بنابراین نسبت جرم مولکولی پلیمربه جرم مولکولی واحد تکرای به عنوان (درجه پلیمریزاسیون) تعریف شده است . با بزرگترشدن زنجیر مولکولی ( در صورتی که فقط نیروهای بین مولکولی سبب اتصال مولکولها بهیکدیگر شود) مقاومت حرارتی و استحکام کششی مواد پلیمری هر دو افزایش می یابند.
به طور کلی فرایند پلیمریزاسیون می تواند به صورتهای مختلفی مانند افزایشی ,مرحله ای و …. انجام گیرد.در پلیمریزاسیون افزایشی , تعدادی از واحدهای تکراری بهیکدیگر اضافه شده و مولکول بزرگتری را به نام پلیمر تولید می کنند. در این نوعپلیمریزاسیون ابتدا در مرحله اول رادیکال آزاد, با دادن انرژی (حرارتی , نوری) بهمولکولهای اتیلین با پیوند دوگانه و شکست پیوند دوگانه , به وجود می آید. سپسرادیکالهای آزاد با اضافه شدن به واحدهای تکراری مراکز فعالی به نام آغازگر شکل میگیرند و هر یک از این مراکز به واحدهای تکراری دیگر اضافه شده و رشد پلیمر ادامه مییابد .
از نظر تئوری درجه پلیمریزاسیون افزایشی می تواند نامحدود باشد, که دراین صورت مولکول زنجیره ای بسیار طویلی از اتصال تعداد زیادی واحدهای تکراری بهیکدیگر شکل می گیرد. اما عملا رشد زنجیر به صورت نامحدود صورت نمی گیرد.هر چه قدرتعداد مراکز فعال یا آغازگرهای شکل گرفته بیشتر باشد , تعداد زنجیرها زیادتر ونتیجتا طول زنجیرها کوچکتر می شود و بدین دلیل است که خواص پلیمرها تغییر می کند. البته سرعت رشد نیز در اندازه طول زنجیرها موثر است . هنگامی که واحدهای تکراریتمام و زنجیرها به یکدیگر متصل شوند, رشد خاتمه می یابد.
از دیگر روشهایپلیمریزاسیون, پلیمریزاسیون مرحله ای است که در آن منومرها با یکدیگر واکنش شیمیاییداده و پلیمرهای خطی را به وجود می اورند. در بسیاری از واکنشهای پلیمریزاسیونمرحله ای مولکول کوچکی به عنوان محصول فرعی شکل می گیرد . این نوع واکنشها گاهیپلیمریزاسیون کندنزاسیونی نیز نامیده می شوند.
@@@@@@@@@@@@@@@@
سنتزی به نام پلیاتیلن
پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده ترین و ارزانترین پلیمرهااست. پلی اتیلن جامدی مومی و غیرفعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست میآید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می شود. مولکول اتیلن (C2H4) دارای یک بند دوگانه C=C است در فرایند پلیمریزاسیون بند دوگانه هر یک از منومرها شکسته شده و بجایآن پیوند ساده ای بین اتم های کربن مونومرها ایجاد می شود و محصول ایجاد شده یکدرشت مولکول است.
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی Hans von pechmanv سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸ هنگام حرارت دادن دی آزومتان ترکیب مومی شکلسفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلنبطور تصادفی توسط ازیک ناوست و رینولرگیسون (از شیمیدان های ICI) در ۱۹۳۳ کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزاهید در فشار بالا ماده ای موممانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی های اکسیژن دار در دستگاه های مورداستفاده توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برایتولید صنعتی LDPEدر سال ۱۹۳۹ شد.
اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن کشف چندینکاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایمتری نسبت بهروشهای دیگر امکان پذیر می کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسیدکروم بود که در ۱۹۵۱ توس روبرت بانکس و جان هوسن در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشفکردند در سال ۱۹۳۵ کارل زیگلر شیمیدان آلمانی سیستم های کاتالیزور شامل هالیدهایتیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم دار را توسعه داد.
این کاتالیزورها در شرایطملایمتری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یکآرایش (با ساختار منظم) تولید می کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده ازترکیبات متالوسن بود که در سال ۱۹۷۶ در آلمان توسط والتر کامینیکی و هانس ژوژسینتولید شد. کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف پذیر هستند ودر فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE وMDPE هستند مورد استفاده قرار می گیرند.
اخیراً کاتالیزوری ازخانواده متالوین ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نامزیرکونوسن دی کلریدساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات بافلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن هانشان می دهند.

طبقه بندی اتیلن ها بر اساس دانسیته آنها صورت می گیرد. کهدر مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمر و نوع و تعداد شاخه های موجود در زنجیر دخالتدارد.
HDPE پلی اتیلن سنگین چیست
این پلی اتیلن دارایزنجیر پلیمری بدون شاخه است. بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیره بالا و استحکامکششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفادهدر تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی اتیلن بدون شاخه معمولاً از روشپلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر ـ ناتا استفاده می شود.
LDPE پلیاتیلن سبک چیست
این پلی اتیلن دارای زنجیری شاخه دار است. بنابراینزنجیرهای LDPE نمی توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بینمولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است این نوع پلی اتیلن معمولاً با روشپلیمریزاسیون رادیکالی تولید می شود از خصوصیات این پلیمر انعطاف پذیری و امکانتجزیه بوسیله میکروارگانیهای است.
LLDPE پلی اتیلن خطی با دانسیتهپایین چیست
این پلی اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه های کوتاه است ومعمولاً از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکنها بلند زنجیر ایجاد میشود.

MDPE پلی اتیلن با دانستیه متوسط است.
کاربرد
پلی اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازمپلاستیک مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروفپلاستیکی سبک و همچنین کیسه های پلاستیک استفاده می شود. LDPE در تولید ظروف شیر ومایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لوله های پلاستیکی واتصالات لوله کشی معمولاً از MDPE استفاده می کنند.
LLDPE بدلیل بالا بودنمیزان انعطاف پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف پذیر مانند لوله هایی باقابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش های فراوانی در تولید پلی اتیلن هایی بازنجیر بلند و دارای شاخه های کوتاه انجام شده است این پلی اتیلن ها در اصل HDPE باتعدادی شاخه های جانبی هستند این پلی اتیلن ها ترکیبی استحکام HDPE و انعطاف پذیری LDPE را دارد.
کاربرد پلیمر در عایق کاری ساختمان چیست
فوم‌های پلیمری فوم جسمی است که از دو فاز مختلف گاز و جامد تشکیل شده است. در مورد فوم‌های پلیمری فاز جامد از پلیمر ساخته شده است. در یک توده فومی دو نوع فضای خالی در بخش پلیمری می‌تواند وجود داشته باشد که آنها را سلول می‌نامند. از این‌رو دو نوع سلول شامل باز و بسته در فوم‌ها وجود دارند. در مورد فوم‌های سلول باز فاز گاز موجود نیز پیوسته است در حالی که در فوم‌های سلول بسته فاز گاز ناپیوسته است. نوع سلول شدیدا خواص مکانیکی و حرارتی فوم‌های پلیمری را تغییر می‌دهد. انواع فوم‌های پلیمری به شرح زیر است: فوم پلی‌استایرن فوم پلی‌یورتان فوم فنلیک فوم اوره فرمالدئید فوم پلی وینیل کلراید ‌ فوم پلی وینیل الکل _ فرمالدئید فوم اپوکسی فوم‌های دیگر از میان این فوم‌ها مورد یک تا پنج در عایق‌کاری ساختمانی و پانل‌های ساندویچی به کار برده شده‌اند. شایان ذکر است که در پانل‌های ساندویچی اغلب فوم‌های سخت که سلول باز هستند به کار برده می‌شوند. پلیمرهایی که در ساخت این فوم‌ها استفاده می‌شوند به دو دسته کلی گرمانرم و گرماساخت تقسیم می‌شوند. فوم‌های پلی‌استایرن و PVC مثال‌های مورد اول و فوم‌های فنلیک، اوره فرمالدئید و پلی‌یورتال مثال‌های مورد دوم هستند. از این رو بسته به نوع پلیمر به کار رفته در فوم ساخته شده نحوه تولید آن متفاوت است. آنچه که در مورد فوم‌های مختلف اهمیت دارد نوع پلیمر و نوع گازی است که در سلول‌های آن قرار دارند. این دو عامل ضریب هدایت حرارتی و یا توانایی یک فوم را در ایفای نقش عایق حرارتی تعیین می‌کند. پلی‌استایرن منبسط مصالح عایق‌کاری حرارتی فوم پلی‌استایرن صلب، مصالح پلاستیک سلولی صلبی با یک ساختار عمدتا سلول بسته است که از پلی‌استایرن یا از کوپلیمرهایی که تشکیل‌دهنده اصلی آنها پلی‌استایرن است، ساخته می‌شود. بنابر روش تولید، تمایزی بین فوم پلی‌استایرن تولید شده با انبساط دانه‌های پلی‌استایرن برای تشکیل حبه‌ها (به اختصار فوم منبسط شده EPS) که پس از آن به هم متصل می‌شود تا تخته‌ها را تشکیل دهند و فوم پلی‌استایرن فوم شده با اکسترود کردن، (به اختصار فوم اکسترود شده XPS) وجود دارد. فوم پلی‌استایرن به طور وسیعی در عایق حرارتی به کار برده شده است. قیمت آن پایین بوده، در دسترس بوده و به راحتی ساخته می‌شود، محکم و پایدار بوده و در برابر تخریب مقاوم است. پلی‌استایرن اکسترود شده به صورت تخته در اندازه‌های مختلف جهت ساخت دیوار و عایق بام در دسترس است. دانه‌های قابل انبساط پلی‌استایرن را نیز می‌توان به صورت صفحاتی برای نما در ساختمان‌سازی ساخته و به کار برد. در مواردی که کاربرد عایق حرارتی موردنظر است مقاومت بالا لازم نبوده و پلی‌استایرن منبسط به اندازه کافی مقاومت دارد.از آنجا که مقاومت برشی فوم PVC بالاست سطح آن برای اعمال سیمان و گچ بسیار مناسب است. مزیت عمده فوم‌های PVC عملکرد بهتر آنها در برابر آتش نسبت به سایر فوم‌های پلیمری است. از این‌رو این نوع پانل‌ها در کاربردهای دریایی و ساختمانی در اروپا پذیرفته شده‌اند.